《基于背光成像技術(shù)的液體燃料噴射特性測(cè)試方法gbt+41770-2022》詳細(xì)解讀

《基于背光成像技術(shù)的液體燃料噴射特性測(cè)試方法gb/t41770-2022》詳細(xì)解讀contents目錄1范圍2規(guī)范性引用文件3術(shù)語(yǔ)和定義4測(cè)試設(shè)備4.1液體燃料噴射特性測(cè)試系統(tǒng)4.2測(cè)試環(huán)境4.3燃料噴射系統(tǒng)contents目錄4.4圖像采集系統(tǒng)4.5同步控制系統(tǒng)5測(cè)試條件5.1測(cè)試環(huán)境條件5.2油箱燃料溫度5.3噴油器燃料溫度5.4系統(tǒng)準(zhǔn)備條件5.5噴射控制參數(shù)contents目錄6測(cè)試步驟6.1布置安裝測(cè)試設(shè)備6.2調(diào)整拍攝區(qū)域6.3調(diào)整光源、鏡頭和相機(jī)參數(shù)6.4拍攝比例尺圖像6.5檢查同步控制信號(hào)6.6相機(jī)記錄6.7測(cè)試記錄contents目錄6.8清潔光學(xué)元器件6.9重復(fù)測(cè)試7數(shù)據(jù)處理7.1噴霧貫穿距離和噴霧錐角確定方法7.2圖像處理7.3獲取噴霧貫穿距離和噴霧錐角7.4數(shù)據(jù)表達(dá)附錄A(資料性)Otsu法計(jì)算閾值原理contents目錄附錄B(資料性)霧束圖像程序處理方法附錄C(資料性)測(cè)試記錄格式參考文獻(xiàn)011范圍03提供了統(tǒng)一的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，便于不同燃料類(lèi)型之間的性能比較。01該標(biāo)準(zhǔn)適用于基于背光成像技術(shù)的液體燃料噴射特性測(cè)試，包括但不限于汽油、柴油、生物柴油等。02明確規(guī)定了測(cè)試方法的適用范圍，確保各類(lèi)液體燃料的噴射特性得到有效評(píng)估。1范圍022規(guī)范性引用文件2規(guī)范性引用文件該文件詳細(xì)說(shuō)明了噴射設(shè)備的技術(shù)要求，包括噴嘴結(jié)構(gòu)、噴射壓力范圍、流量控制精度等，確保測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。GB/TZZZZZ-ZZZZ噴射設(shè)備技術(shù)條件該文件規(guī)定了液體燃料的分類(lèi)原則和代號(hào)系統(tǒng)，為噴射特性測(cè)試提供了統(tǒng)一的燃料標(biāo)識(shí)。GB/TXXXXX-XXXX液體燃料的分類(lèi)與代號(hào)該文件提供了測(cè)試方法的一般原則和要求，包括測(cè)試環(huán)境、設(shè)備校準(zhǔn)、數(shù)據(jù)采集與處理等方面。GB/TYYYYY-YYYY測(cè)試方法通則033術(shù)語(yǔ)和定義123背光成像技術(shù)是一種基于光學(xué)原理，通過(guò)背光照明和高速攝像技術(shù)對(duì)液體燃料噴射過(guò)程進(jìn)行成像分析的方法。定義該技術(shù)主要應(yīng)用于液體燃料噴射特性的測(cè)試與研究，包括噴霧形態(tài)、噴霧錐角、貫穿距離等參數(shù)的測(cè)量。應(yīng)用背光成像技術(shù)具有高精度、高速度、直觀性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，是液體燃料噴射特性研究的重要手段。特點(diǎn)3術(shù)語(yǔ)和定義044測(cè)試設(shè)備幀率與分辨率選擇適當(dāng)?shù)母咚贁z像機(jī)，確保其幀率與分辨率能夠捕捉到液體燃料噴射的詳細(xì)過(guò)程。同步觸發(fā)配置可靠的同步觸發(fā)系統(tǒng)，確保攝像機(jī)能夠在精確的時(shí)刻開(kāi)始拍攝。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理具備大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力，以及高效的數(shù)據(jù)處理和分析軟件。4測(cè)試設(shè)備054.1液體燃料噴射特性測(cè)試系統(tǒng)用于捕捉液體燃料的噴射過(guò)程，具備高幀率和高分辨率的特點(diǎn)，確保噴射細(xì)節(jié)的清晰可見(jiàn)。高速攝像機(jī)為測(cè)試系統(tǒng)提供均勻且穩(wěn)定的光照條件，確保攝像機(jī)能夠準(zhǔn)確捕捉燃料噴射的影像。背光光源包括噴嘴、燃料供應(yīng)系統(tǒng)和噴射控制系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)液體燃料的精確噴射。噴射裝置4.1液體燃料噴射特性測(cè)試系統(tǒng)064.2測(cè)試環(huán)境濕度記錄監(jiān)控并記錄測(cè)試環(huán)境的濕度，以評(píng)估其對(duì)噴射特性可能產(chǎn)生的影響。恒溫恒濕條件為確保測(cè)試結(jié)果的可靠性，建議在恒溫恒濕的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下進(jìn)行測(cè)試。溫度控制確保測(cè)試環(huán)境溫度穩(wěn)定，在燃料噴射特性測(cè)試中，避免因溫度變化導(dǎo)致的測(cè)量誤差。4.2測(cè)試環(huán)境074.3燃料噴射系統(tǒng)負(fù)責(zé)將液體燃料以霧化形式噴入燃燒室，實(shí)現(xiàn)與空氣的充分混合。噴射器控制系統(tǒng)傳感器根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況和燃料噴射需求，精確控制噴射器的開(kāi)啟和關(guān)閉時(shí)刻，以及噴射量的大小。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)燃料噴射過(guò)程中的關(guān)鍵參數(shù)，如噴射壓力、噴射時(shí)間等，確保噴射系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。0302014.3燃料噴射系統(tǒng)084.4圖像采集系統(tǒng)高速攝像機(jī)用于捕捉液體燃料噴射過(guò)程的動(dòng)態(tài)圖像，需具備高幀率、高分辨率等特性。光源系統(tǒng)為攝像機(jī)提供穩(wěn)定、均勻的光照條件，確保圖像質(zhì)量的穩(wěn)定性。圖像處理軟件用于圖像的預(yù)處理、增強(qiáng)、分析和存儲(chǔ)等操作。4.4圖像采集系統(tǒng)094.5同步控制系統(tǒng)高速攝像機(jī)用于捕捉液體燃料噴射過(guò)程的圖像。脈沖發(fā)生器產(chǎn)生精確的觸發(fā)信號(hào)，確保攝像機(jī)與噴射系統(tǒng)的同步。同步控制軟件實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)、脈沖發(fā)生器及噴射系統(tǒng)的協(xié)同工作。4.5同步控制系統(tǒng)105測(cè)試條件測(cè)試環(huán)境溫度應(yīng)控制在指定范圍內(nèi)，以確保測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。溫度環(huán)境濕度對(duì)測(cè)試結(jié)果也有一定影響，因此需要對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)控制。濕度避免過(guò)強(qiáng)或過(guò)弱的光照對(duì)測(cè)試產(chǎn)生干擾，保證測(cè)試結(jié)果的可靠性。光照5測(cè)試條件115.1測(cè)試環(huán)境條件

5.1測(cè)試環(huán)境條件溫度和濕度測(cè)試環(huán)境溫度應(yīng)控制在20℃~25℃之間，相對(duì)濕度應(yīng)在40%~60%之間，以確保測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。光照條件測(cè)試區(qū)域應(yīng)提供均勻且穩(wěn)定的背光照明，以確保成像系統(tǒng)能夠清晰捕捉液體燃料的噴射特性。同時(shí)，應(yīng)避免外部光源的干擾。潔凈度要求測(cè)試環(huán)境應(yīng)保持較高的潔凈度，以減少塵埃等雜質(zhì)對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響。必要時(shí)，可采取空氣凈化措施。125.2油箱燃料溫度油箱燃料溫度直接影響燃料的粘度，溫度越高，粘度越低，從而影響噴射的流暢性和霧化效果。粘度變化溫度還會(huì)影響燃料的揮發(fā)性，高溫下燃料更易揮發(fā)，可能導(dǎo)致噴射過(guò)程中產(chǎn)生更多的氣體。揮發(fā)性變化溫度對(duì)燃料密度也有影響，進(jìn)而會(huì)影響噴射的量和噴射力度。密度變化5.2油箱燃料溫度135.3噴油器燃料溫度溫度對(duì)噴油器性能的影響01噴油器燃料溫度是影響噴油器性能的重要參數(shù)之一。溫度過(guò)高或過(guò)低都會(huì)導(dǎo)致噴油器工作不穩(wěn)定，進(jìn)而影響燃油噴射效果和發(fā)動(dòng)機(jī)性能。溫度測(cè)量準(zhǔn)確性要求02為確保噴油器燃料溫度的準(zhǔn)確測(cè)量，《基于背光成像技術(shù)的液體燃料噴射特性測(cè)試方法gb/t41770-2022》規(guī)定了相應(yīng)的溫度測(cè)量方法和準(zhǔn)確度要求。這有助于確保測(cè)試結(jié)果的可靠性和有效性。溫度控制范圍及穩(wěn)定性03在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，需要對(duì)噴油器燃料溫度進(jìn)行嚴(yán)格的控制，以確保其在規(guī)定的范圍內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行。標(biāo)準(zhǔn)中給出了建議的溫度控制范圍及穩(wěn)定性要求，為相關(guān)測(cè)試提供了操作指導(dǎo)。5.3噴油器燃料溫度145.4系統(tǒng)準(zhǔn)備條件濕度控制保持試驗(yàn)環(huán)境濕度在合適的范圍內(nèi)，以確保測(cè)試設(shè)備的正常運(yùn)行和測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。光照條件提供適當(dāng)?shù)墓庹諚l件，確保背光成像系統(tǒng)能夠清晰捕捉到液體燃料的噴射情況。溫度控制確保試驗(yàn)環(huán)境溫度穩(wěn)定，在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)，以避免溫度對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響。5.4系統(tǒng)準(zhǔn)備條件155.5噴射控制參數(shù)定義噴射壓力的大小直接影響燃料的霧化質(zhì)量和噴射距離。影響因素調(diào)整方法根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況和燃料特性，通過(guò)調(diào)整噴油泵的供油壓力來(lái)實(shí)現(xiàn)。噴射壓力是指液體燃料在噴射過(guò)程中的壓力值。5.5噴射控制參數(shù)166測(cè)試步驟確定測(cè)試環(huán)境和條件確保測(cè)試室內(nèi)光線充足且均勻，無(wú)外界光源干擾，溫度、濕度等環(huán)境參數(shù)符合測(cè)試要求。準(zhǔn)備測(cè)試設(shè)備包括背光成像系統(tǒng)、液體燃料噴射裝置、圖像采集與處理設(shè)備等，確保設(shè)備處于良好工作狀態(tài)。配制測(cè)試燃料根據(jù)測(cè)試需求，配制具有代表性和穩(wěn)定性的液體燃料樣品。6測(cè)試步驟176.1布置安裝測(cè)試設(shè)備確定測(cè)試設(shè)備位置根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求和場(chǎng)地條件，合理選擇測(cè)試設(shè)備的安裝位置，確保設(shè)備穩(wěn)定可靠，且便于實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)采集。遵循安全規(guī)范在布置安裝測(cè)試設(shè)備時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格遵守相關(guān)的安全規(guī)范，確保設(shè)備電氣安全、機(jī)械安全以及防火等方面的要求。校準(zhǔn)與調(diào)試安裝完成后，對(duì)測(cè)試設(shè)備進(jìn)行必要的校準(zhǔn)和調(diào)試，確保設(shè)備性能符合實(shí)驗(yàn)要求，提高測(cè)試的準(zhǔn)確性和可靠性。6.1布置安裝測(cè)試設(shè)備186.2調(diào)整拍攝區(qū)域根據(jù)測(cè)試需求確定拍攝區(qū)域依據(jù)液體燃料噴射的特性測(cè)試要求，明確需要拍攝的具體區(qū)域范圍。調(diào)整攝像頭位置確保攝像頭能夠完整覆蓋所需拍攝的區(qū)域，并調(diào)整到最佳拍攝角度。校驗(yàn)拍攝范圍通過(guò)實(shí)際拍攝或預(yù)覽功能，校驗(yàn)所確定的拍攝范圍是否滿足測(cè)試要求。6.2調(diào)整拍攝區(qū)域030201196.3調(diào)整光源、鏡頭和相機(jī)參數(shù)選擇合適的光源類(lèi)型根據(jù)測(cè)試需求和液體燃料噴射特性，選擇合適的光源類(lèi)型，如LED燈、鹵素?zé)舻?，以確保足夠的亮度和穩(wěn)定的照明效果。確定光源位置根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置和拍攝需求，合理安排光源的位置，使光線能夠均勻照射到被測(cè)液體燃料噴射區(qū)域，并避免產(chǎn)生過(guò)多的陰影和反光。6.3調(diào)整光源、鏡頭和相機(jī)參數(shù)206.4拍攝比例尺圖像6.4拍攝比例尺圖像選擇適當(dāng)?shù)谋壤吒鶕?jù)測(cè)試需求選擇適當(dāng)?shù)谋壤撸_保其刻度清晰、準(zhǔn)確，并與測(cè)試圖像的分辨率相匹配。比例尺的放置將比例尺放置在測(cè)試圖像中合適的位置，確保其不會(huì)被遮擋或影響測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。比例尺的固定采取適當(dāng)措施固定比例尺，以避免其在拍攝過(guò)程中發(fā)生移動(dòng)或傾斜。216.5檢查同步控制信號(hào)提高測(cè)試效率通過(guò)同步控制信號(hào)，可以優(yōu)化測(cè)試流程，減少不必要的等待和重復(fù)操作，提高測(cè)試效率。保障測(cè)試安全同步控制信號(hào)能夠確保測(cè)試過(guò)程中的安全性，避免因設(shè)備不同步而造成的潛在風(fēng)險(xiǎn)。確保測(cè)試準(zhǔn)確性同步控制信號(hào)用于確保測(cè)試過(guò)程中各設(shè)備之間的同步操作，從而提高測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。6.5檢查同步控制信號(hào)226.6相機(jī)記錄為捕捉液體燃料噴射過(guò)程的快速動(dòng)態(tài)變化，應(yīng)選用具有高幀率的高速相機(jī)。高速相機(jī)為獲取清晰的圖像，以便于后續(xù)的數(shù)據(jù)處理和分析，應(yīng)選用高分辨率的相機(jī)。高分辨率相機(jī)相機(jī)應(yīng)具備高靈敏度和快速的響應(yīng)速度，以確保在光線條件較差的環(huán)境下仍能捕捉到有效的圖像信息。靈敏度與響應(yīng)速度0102036.6相機(jī)記錄236.7測(cè)試記錄實(shí)驗(yàn)室溫度與濕度記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程中實(shí)驗(yàn)室的溫度和濕度，以確保環(huán)境條件對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響可控。測(cè)試設(shè)備校準(zhǔn)情況記錄測(cè)試前對(duì)設(shè)備進(jìn)行的校準(zhǔn)操作，確保測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。燃料樣品準(zhǔn)備情況詳細(xì)記錄燃料樣品的準(zhǔn)備過(guò)程，包括樣品的來(lái)源、處理方式和存儲(chǔ)條件等。6.7測(cè)試記錄246.8清潔光學(xué)元器件應(yīng)選用專(zhuān)為光學(xué)元件設(shè)計(jì)的清潔劑，避免使用含有研磨劑或腐蝕性的清潔劑。選用專(zhuān)用光學(xué)清潔劑清潔劑應(yīng)具有高純度，不含有雜質(zhì)或顆粒物，以免對(duì)光學(xué)元件造成劃傷或污染。清潔劑純度要求選用的清潔劑應(yīng)具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，不會(huì)與光學(xué)元件材料發(fā)生反應(yīng)。清潔劑穩(wěn)定性6.8清潔光學(xué)元器件256.9重復(fù)測(cè)試驗(yàn)證測(cè)試結(jié)果的可重復(fù)性通過(guò)多次重復(fù)測(cè)試，可以驗(yàn)證所得測(cè)試結(jié)果的穩(wěn)定性和可靠性。評(píng)估測(cè)試方法的適用性重復(fù)測(cè)試能夠全面評(píng)估測(cè)試方法在不同條件下的表現(xiàn)，從而確定其適用范圍。提高測(cè)試精度重復(fù)測(cè)試有助于發(fā)現(xiàn)偶然誤差，進(jìn)而通過(guò)數(shù)據(jù)處理提高測(cè)試精度。6.9重復(fù)測(cè)試267數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)平滑處理為消除數(shù)據(jù)中的隨機(jī)誤差或噪聲，可采用滑動(dòng)平均、濾波等方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑處理，以獲得更為穩(wěn)定的噴射特性曲線。數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化為便于不同測(cè)試條件下的數(shù)據(jù)比較和分析，可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，如將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為無(wú)量綱的相對(duì)值等。去除異常值根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄈコ捎跍y(cè)試誤差或其他原因產(chǎn)生的異常值，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。7數(shù)據(jù)處理277.1噴霧貫穿距離和噴霧錐角確定方法定義噴霧貫穿距離噴霧貫穿距離是指從噴嘴出口到噴霧最遠(yuǎn)端的直線距離，是衡量噴霧特性重要參數(shù)之一。測(cè)試方法通常采用高速攝影技術(shù)對(duì)液體燃料噴射過(guò)程進(jìn)行拍攝，通過(guò)圖像分析處理軟件，對(duì)噴霧圖像進(jìn)行二值化處理，確定噴霧的邊界，從而計(jì)算出噴霧貫穿距離。注意事項(xiàng)在拍攝過(guò)程中，需要保證相機(jī)的拍攝速度與噴霧速度相匹配，以避免圖像模糊影響測(cè)量精度。同時(shí)，應(yīng)對(duì)不同噴射條件下的噴霧貫穿距離進(jìn)行多次測(cè)量，以獲取更為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。7.1噴霧貫穿距離和噴霧錐角確定方法287.2圖像處理將彩色圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖像，減少計(jì)算量，提高處理速度。灰度化處理采用合適的濾波器去除圖像中的噪聲，提高圖像質(zhì)量。濾波去噪通過(guò)對(duì)比度增強(qiáng)、銳化等方法，突出圖像中的有用信息。圖像增強(qiáng)7.2圖像處理297.3獲取噴霧貫穿距離和噴霧錐角7.3獲取噴霧貫穿距離和噴霧錐角該參數(shù)描述了噴霧在空間中的穿透能力，是評(píng)價(jià)噴霧特性的重要指標(biāo)。通過(guò)圖像處理技術(shù)獲取利用背光成像系統(tǒng)拍攝的噴霧圖像，通過(guò)計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)可準(zhǔn)確提取噴霧貫穿距離。影響因素多噴霧貫穿距離受燃料性質(zhì)、噴射壓力、環(huán)境密度等多種因素影響。噴霧最遠(yuǎn)點(diǎn)與噴嘴出口的距離307.4數(shù)據(jù)表達(dá)原始數(shù)據(jù)校驗(yàn)對(duì)采集到的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，確保數(shù)據(jù)的真實(shí)性和完整性。誤差分析對(duì)測(cè)量過(guò)程中可能產(chǎn)生的誤差來(lái)源進(jìn)行分析，并給出相應(yīng)的誤差范圍。數(shù)據(jù)處理算法采用先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理算法，對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，以提高數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。7.4數(shù)據(jù)表達(dá)31附錄A(資料性)Otsu法計(jì)算閾值原理基于類(lèi)間方差最大化Otsu法通過(guò)計(jì)算灰度直方圖來(lái)找到最優(yōu)閾值，使得分割后的前景與背景兩類(lèi)像素的類(lèi)間方差最大，從而實(shí)現(xiàn)圖像的二值化。閾值自動(dòng)確定Ot